/* epoll基于非阻塞I/O事件驱动*/
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/epoll.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

#define MAX_EVENTS 1024
#define BUFLEN 4096			//设置监听上限
#define SERV_PORT 8888

void recvdata(int fd, int events, void *arg);
void senddata(int fd, int events, void *arg);

// 描述就绪文件描述符相关信息
struct myevent_s{
	int fd;												// 要监听的文件描述符
	int events;											// 对应的监听事件
	void *arg;											// 泛型参数
	void (*call_back)(int fd, int events, void *arg);	// 回调函数
	int status;											// 是否在监听：1->在红黑树上（监听），0->不在（不监听）
	int buf[BUFLEN];									// 
	int len;
	long last_active;									// 记录每次加入红黑树g_efd的时间值
};

// 全局变量
int g_efd;												// 全局变量，保存epoll_create返回的文件描述符
struct myevent_s g_events[MAX_EVENTS+1];				// 自定义结构体类型数组，+1-->listen_fd


// 将结构体myevent_s成员变量初始化
void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg){
	ev->fd = fd;
	ev->call_back = call_back;
	ev->events = 0;
	ev->arg = arg;
	ev->status = 0;
	memset(ev->buf, 0, sizeof(ev->buf));
	ev->len = 0;
	ev->last_active = time(NULL);						// 调用eventset函数的时间
}

// 向epoll监听的红黑树中添加一个文件描述符
void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev){
	struct epoll_event epv = {0, {0}};
	int op;
	epv.data.ptr = ev;
	epv.events = ev->events = events;			// EPOLLIN 或 EPOLLOUT

	if(ev->status == 0){						// 已经在红黑树 g_efd里
		op = EPOLL_CTL_ADD;						// 将其加入红黑树中g_efd, 并将status置1
		ev->status = 1;
	}

	if(epoll_ctl(efd, op, ev->fd, &epv) < 0){	// 实际添加/修改
		printf("event add failed [fd=%d], event[%d]\n", ev->fd, events);
	}else{
		printf("event add OK [fd=%d], op=%d, events[%0X]\n", ev->fd, op, events);
	}

	return;
}

// 从epoll监听的红黑树中删除一个文件描述符
void eventdel(int efd, struct myevent_s *ev){
	struct epoll_event epv = {0,{0}};

	// 不在红黑树上
	if(ev->status != 1){
		return;
	}	

	// epv.data.ptr = ev;
	epv.data.ptr = NULL;
	ev->status = 0;								// 修改状态
	epoll_ctl(efd, EPOLL_CTL_DEL, ev->fd, &epv);// 从红黑树efd上将ev->fd摘除

	return;
}

// 当有文件描述符就绪，epoll返回，调用该函数与客户端建立连接
void acception(int lfd, int events, void *arg){
	struct sockaddr_in cin;
	socklen_t len = sizeof(cin);
	int cfd, i;

	if( (cfd = accept(lfd, (struct sockaddr *)&cin, &len)) == -1 ){
		if(errno != EAGAIN && errno != EINTR){
			// 暂时不做处理
		}
		printf("%s: acept, %s\n", __func__, strerror(errno));
		return;
	}

	do{
		for(i = 0; i < MAX_EVENTS; ++i){		// 从全局数组g_events中找一个空闲元素
			if(g_events[i].status == 0){		// 类似于select中找值为-1的元素
				break;							// 跳出for循环
			}
		}

		if(i == MAX_EVENTS){
			printf("%s: max connect limit[%d]\n", __func__, MAX_EVENTS);
			break;								// 跳出do while(0) 不执行后续代码
		}

		int flag = 0;
		// 将cfd也设置为非阻塞状态
		if( (flag = fcntl(cfd, F_SETFL, O_NONBLOCK)) < 0 ){
			printf("%s: fcntl nonblocking failed, %s\n", __func__, strerror(errno));
			break;
		}

		// 给cfdd设置一个myevent_s结构体，回调函数设置为recvdata
		eventset(&g_events[i], cfd, recvdata, &g_events[i]);
		eventadd(g_efd, EPOLLIN, &g_events[i]);	// 将cfd添加到红黑树g_efd中，监听读事件
	}while(0);

	printf("new connect [%s:%d][time:%ld], pos[%d]\n",
					inet_ntoa(cin.sin_addr), ntohs(cin.sin_port), g_events[i].last_active, i);

	return ;
}


void recvdata(int fd, int events, void *arg){
	struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg;
	int len;

	len = recv(fd, ev->buf, sizeof(ev->buf), 0);// 读文件描述符，数据存入myevent_s成员buf中

	eventdel(g_efd, ev);						// 将该节点从红黑树上摘下

	if(len > 0){
		ev->len = len;
		ev->buf[len] = '\0';					// 手动添加字符串结束标记
		printf("C[%d]:%s\n", fd, ev->buf);
		eventset(ev, fd, senddata, ev);			// 设置该fd对应的回调函数为senddata
		eventadd(g_efd, EPOLLOUT, ev);			// 将fd加入红黑树g_efd中，监听其写事件
	}else if(len == 0){
		close(ev->fd);
		// ev-g_events 地址相减得到偏移元素位置
		printf("[fd=%d] pos[%ld], closed\n", fd, ev - g_events);
	}else{
		close(ev->fd);
		printf("recv[fd=%d] error[%d]:%s\n", fd, errno, strerror(errno));
	}
	
	return;
}

// senddata
void senddata(int fd, int events, void *arg){
	struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)arg;
	int len;

	len = send(fd, ev->buf, sizeof(ev->buf),0);	// 直接将数据写回给客户端，未做处理
	eventdel(g_efd, ev);						// 从红黑树g_efd中移除

	if(len > 0){
		printf("send[fd=%d], [%d]%s\n", fd, len, ev->buf);
		eventset(ev,fd,recvdata,ev);			// 将该fd的回到函数改为recvdata
		eventadd(g_efd, EPOLLIN, ev);			// 重新添加到红黑树上，设为监听读事件
	}else{
		close(ev->fd);							// 关闭连接
		printf("send[fd=%d] error %s\n", fd, strerror(errno));
	}

	return ;
}


// 重建socket，初始化lfd
void initlistensocket(int efd, short port){
	struct sockaddr_in sin;

	int lfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
	fcntl(lfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);			// 将socket设为非阻塞

	memset(&sin, 0, sizeof(sin));
	sin.sin_family = AF_INET;
	sin.sin_port = htons(port);
	sin.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

	bind(lfd, (struct sockaddr*)&sin, sizeof(sin));

	listen(lfd, 20);

	/* void eventset(struct myevent_s *ev, int fd, void (*call_back)(int, int, void *), void *arg);*/
	eventset(&g_events[MAX_EVENTS], lfd, acception, &g_events[MAX_EVENTS]);

	/* void eventadd(int efd, int events, struct myevent_s *ev)*/
	eventadd(efd, EPOLLIN, &g_events[MAX_EVENTS]);

	return ;
}

int main(int argc, char *argv[]){
	unsigned short port = SERV_PORT;

	if(argc == 2){
		port = atoi(argv[1]);					// 使用用户指定端口，如果未指定，则用默认端口
	}

	g_efd = epoll_create(MAX_EVENTS+1);			// 创建红黑树，返回给全局g_efd
	if(g_efd <= 0){
		printf("create efd in %s err %s\n", __func__, strerror(errno));
	}
	
	// 初始化监听socket
	initlistensocket(g_efd, port);

	// 保存已经满足就绪事件的文件描述符数组
	struct epoll_event events[MAX_EVENTS+1];
	printf("server running:port[%d]\n", port);

	int checkpos = 0, i;
	
	while(1){
		// 超时验证，每次测试100个链接，不测试listenfd，当客户端60s内没有和服务器通信，则关闭客户端的连接
		long now = time(NULL);					// 当前时间
		for(i=0; i<100; i++, checkpos++){
			// 一次循环检测100个，使用checkpos控制检测对象
			if(checkpos == MAX_EVENTS){
				checkpos = 0;
			}
			// 不在红黑树g_efd上
			if(g_events[checkpos].status != 1){
				continue;
			}

			long duration = now - g_events[checkpos].last_active;	// 客户端不活跃的时间
			
			if(duration >= 60){
				close(g_events[checkpos].fd);						// 关闭与客户端的连接
				printf("[fd=%d] timeout\n", g_events[checkpos].fd);
				eventdel(g_efd, &g_events[checkpos]);				// 将该客户端从红黑树g_efd中移除
			}
		}

		// 监听红黑树g_efd，将满足的事件的文件描述符加至events数组中，1秒没有时间满足，则返回0
		int nfd = epoll_wait(g_efd, events, MAX_EVENTS+1, 1000);
		if(nfd < 0){
			printf("epoll_wait error, exit!\n");
			break;
		}

		for(i = 0; i < nfd; ++i){
			// 使用自定义结构体myevent_s类型指针，接收联合体data的void *ptr成员
			struct myevent_s *ev = (struct myevent_s *)events[i].data.ptr;
			// 读就绪事件
			if((events[i].events & EPOLLIN) && (ev->events & EPOLLIN) ){
				ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
				// lfd EPOLLIN
			}

			// 写就绪事件
			if((events[i].events & EPOLLOUT) && (ev->events & EPOLLOUT) ){
				ev->call_back(ev->fd, events[i].events, ev->arg);
				// lfd EPOLLIN
			}
		}
	}

	// 退出时需要释放所有资源
	return 0;

}
